Grande Encyclopédie Larousse 1971-1976Éd. 1971-1976
V

vol (suite)

Le vol ramé (ou vol battu) est la technique classique, qui implique un mouvement régulier des ailes dans le plan vertical. Au cours de ce vol, le corps est horizontal et les extrémités (tête, cou, pattes) sont disposées de façon à opposer une résistance minimale à l’air. La forme de l’aile, convexe sur la partie supérieure et concave sur la face inférieure, permet à l’Oiseau de compenser la force de gravité et d’assurer sa propulsion. Lors des battements de l’aile, la force exercée comporte deux composantes ; l’une s’exerce sur la partie antérieure de l’aile, rigide, et assure la sustentation ; l’autre s’applique sur la partie postérieure, bien plus souple en raison des grandes plumes du vol (rémiges). Le va-et-vient de ces plumes dans le plan vertical engendre deux mouvements dont les effets s’ajoutent : un mouvement d’avancée vers l’avant par rapport à l’air et un mouvement de haut en bas par rapport à l’Oiseau. La résultante de ces forces est une propulsion vers l’avant qui a lieu lors de l’abaissement de l’aile. Le mouvement de bas en haut ayant tendance à freiner l’Oiseau, l’aile est pliée lors de ce mouvement, alors qu’elle est tendue au maximum lors du mouvement inverse. La position de l’axe de l’aile vue de profil par rapport à l’horizontale détermine l’angle d’attaque : plus cet angle est ouvert, plus la composante de sustentation prend le pas sur la composante de progression et moins l’Oiseau va vite. Tous les Oiseaux pratiquent le vol battu, mais certains peuvent utiliser en plus la technique du vol plané, qui n’est possible que chez les grandes espèces (Rapaces, Cigognes) dotées d’un bon rapport poids/surface portante. Le principal intérêt de ce type de vol, au cours duquel les ailes sont pratiquement immobiles, est de procurer à l’Oiseau une grande souplesse de manœuvre tout en nécessitant une dépense minime d’énergie. Le vol plané proprement dit est une glissade plus ou moins rapide selon l’extension et l’angle d’attaque des ailes, mais il s’accompagne d’une perte d’altitude, sauf si la vitesse de chute est égalée ou dépassée par celle de l’air ascendant. Il se transforme alors en vol à voile, qui n’est réalisable que là où existent des ascendances dont l’origine peut être thermique ou topographique.


Essor et atterrissage

Ces deux opérations nécessitent, comme pour les avions, la mise en œuvre optimale de tous les moyens d’accélération pour la première et de décélération pour la seconde. Au moment de l’essor, les pattes, préalablement fléchies, se détendent puissamment et jouent le rôle de catapulte. À la fin de ce saut, l’aile est brutalement abaissée et l’Oiseau s’arrache de son support. Lors des premiers battements, l’aile se tord sur elle-même de façon à minimiser l’effet décélérateur du mouvement de bas en haut et à maximiser la force ascensionnelle. Au moment de l’atterrissage, la totalité de la surface portante est mise à profit pour maintenir la force de sustentation et assurer un freinage aussi rapide que possible. L’alula (aile bâtarde) et la queue jouent alors un rôle considérable. Immédiatement avant l’impact, le freinage est accentué par quelques vigoureux battements d’aile dont la direction est opposée à celle du mouvement du corps. Le reliquat de vitesse est enfin absorbé par l’action des pattes, qui jouent le rôle d’amortisseur.

J. B.

➙ Chauve-Souris / Insecte / Migrations animales / Oiseaux.

 P.-P. Grassé (sous la dir. de), Traité de zoologie, t. XV : les Oiseaux (Masson, 1950). H. Schmidt (sous la dir. de), Der Flug der Tiere (Francfort, 1960).

vol (mécanique du)

Étude des différentes phases du vol d’un avion (ou de tout autre aéronef).



Étude du mouvement du centre de gravité de l’avion

Cette étude définit la trajectoire de l’avion.


Vol horizontal

L’équilibre en vol horizontal à vitesse constante est caractérisé par l’égalité du poids de l’avion et de la portance aérodynamique

Pour un avion de surface S se déplaçant à une vitesse V dans un air de masse spécifique ρ, il existe toute une gamme de conditions de vitesse et d’incidences permettant l’équilibre à une altitude déterminée. Néanmoins, le coefficient de portance Cz ne pouvant dépasser une valeur maximale, à chaque altitude correspond une valeur de la vitesse au-dessous de laquelle le vol est impossible. On définit ainsi un domaine de vol limité par l’échauffement des structures aux vitesses élevées ; à une altitude donnée, au-delà d’une certaine vitesse, la résistance de la structure n’est plus suffisante. Pour pouvoir maintenir sa vitesse, l’avion doit disposer d’une force propulsive égale à la traînée aérodynamique Les coefficients de portance et de traînée Cz et Cx sont reliés par la polaire de l’avion, courbe qui définit leurs valeurs en fonction de l’incidence. La comparaison des deux équations de vol montre que Pour un propulseur donné, il existe à chaque incidence de vol une altitude au-dessus de laquelle le vol n’est plus possible : c’est le plafond de propulsion. En effet, pour chaque incidence, les coefficients de portance et de traînée Cz et Cx sont parfaitement définis, et la traînée reste constante quelle que soit l’altitude. Comme la poussée maximale du moteur décroît avec l’altitude lorsque ce moteur utilise l’air ambiant comme combustible, il existe une altitude au-dessus de laquelle la traînée ne peut plus être équilibrée. Le plafond de propulsion est généralement inférieur au plafond aérodynamique, et ce sont les moteurs qui limitent les performances en altitude des avions. Lorsque la propulsion est assurée par des moteurs-fusées dont la poussée augmente au contraire avec l’altitude, il n’existe pas de plafond de propulsion.

Enfin, le point d’application de la portance étant toujours différent du centre de gravité de l’avion, l’équilibre longitudinal autour du centre de gravité est obtenu par braquage, dans le sens et de la valeur convenables, de la gouverne de profondeur.